Определение фонда времени и расчеты, связанные с объемом выпуска воздушного клапана тормозного крана, страница 2

Точность А_D зависит от точности изготовления эталона, точности его установки, точности измерения зазора [Б_D = А₅] между корпусом и седлом клапана, точности изготовления компенсатора.

Значение ТА_D = 1 мм позволяет допустить отклонение размеров эталона ТБ₂=0,084 мкм (для расчета берем 0,01 мм), погрешность установки эталона ТБ₃=0,4 мм, измерения зазора Т_w = 0,15 мм при условии, что точность изготовления компенсатора составляет ТА₅ = 0,25 мм (14 квалитет точности).

Таким образом

ТА_D = 1 мм > ТБ₂ + ТБ₃ + ТА₅ + Т_w = 0,1 +0,4 + 0,15 +0,25 =0,9 мм

Определенные данные запишем в таблицу 2.

Таблица 2 – Размеры звеньев для расчета размерной цепи.

Обозначение звена Аi,j	Квалитет точности	Номинальный размер звена Аi,j , мм	Допуск звена Т Аi,j , мкм	Координата середины поля допуска звена Ес Аi,j мкм	Верхнее отклонение звена    Еs Аi,j	Нижнее отклонение звена    Еi Аi,j мкм	Комментарий
АD	-	28	1000	0	+500	-500	Длина пружины в сжатом состоянии L=28±0,5мм
А1=Б4	h14	6	300	-150	0	-300	Размер толкателя
А2=Б5	Н14	4	300	+150	+300	0	Размер углубления в клапане
А3= Б6	Js12	4	120	0	+60	-60	Размер соединяет левые торцы клапана и седла клапана
А4=Б7	Js12	9	150	0	+75	-75	Размер левого уступа седла клапана
[А5]=БD	h12*	1*	100*	-50*	0*	-100*	Толщина прокладки
А6=Б1	Js14	42	620	0	+310	-310	Размер внутренней камеры корпуса
Б2	h10	28	100	-50	0	-100	Размер эталона
Б3	Js15	0	400	0	+200	-200	Погрешность установки эталона

Размеры компенсаторов и их количество можно найти решив размерную цепь «Б», которая определяет зазор Б_D между седлом клапана и корпусом (рисунок3).

Б_D =  -Б₁ + Б₂ + Б₃ + Б₄ – Б₅ + Б₆ + Б₇

Точность звена А_D зависит от соответствия размера компенсатора действительному значению зазора Б_D и некомпенсирующих звеньев Б₂ и Б₃

Ожидаемая погрешность замыкающего звена определяется по формуле

Т’Б_D = SТБ_i = ТБ₁ + ТБ₂ + ТБ₃ + ТБ₄ + ТБ₅ + ТБ₆ + ТБ₇;       (6)

То есть

Т’Б_D = ТА₆ + ТБ₂ + ТБ₃ + ТА₁ + ТА₂ + ТА₃ + ТА₄                      (7)

Т’Б_D =620 + 100 + 400 + 300 + 300 + 120 + 150 = 1,99 мм

Т’Б_D> ТБ_D (1990 мкм >100 мкм), а значит Т’Б_D - ТБ_D = 1890 –компенсация.

Необходимая компенсация достигается прокладкой, допуск которой равняется погрешности метода ее обработки (метод компенсации). Допуск метода компенсации Т_мк не должен быть больше, чем допуск замыкающего звена (Т_мк£ТБ_D). Принимаем Т_мк = 100 мкм = [ТА₅]. Запишем определенные данные в таблицу 2.

Необходимая величина компенсации определяется по формуле

К = Т’Б_D - ТА_D + Т_мк                                                        (8)

К = 1990 – 1000 + 100 = 1090 мкм

Определим координату середины поля компенсации Е_сК:

Е_сК=± (Е’_сБ - Е_сБ_D) = ± (Е_сБ₂ + Е_сБ₃ + Е_сБ₄ + Е_сБ₆ + Е_сБ₇ - Е_сБ₁ - Е_сБ₅ - Е_сБ_D) (9)

Е_сК = ±((-50) + 0 + (-150) + 0 + 0 – 0 – 150 – (-50)) = -(-300) = 300 мкм

Размер компенсационной прокладки определим по формуле

А_к = Б_D = [А₅] + Е_сК ± К/2                           (10)

А_к = 1 + 0,3 ± 1,09/2 = 1,3 ± 0,545 мкм

Согласно результатам расчета

 ЕsБ_D = ЕsА₅ = +1,845 > 0, EiБ_D = Ei[А₅] =  0,755 < 0.

Необходимо исключить случай, когда  EiБ_D = Ei[А₅] < 0. Для этого нужно изменить номинальный размер любого составляющего звена. Изменяем номинальный размер звена А₆ = Б₁ = 42 мм. Новое номинальное значение определим по формуле

Б’₁ = A’₆ = A₆ – Ei[A₅]                              (11)

Б’₁= 42 – 0,545 = 41,455 мм.

Вариант 1. Сделаем расчет компенсатора, который имеет набор прокладок одинаковой толщины. Принимаем величину степени компенсации S = ТБ_D = 0,1мм (толщина одной прокладки). Количество прокладок в наборе определим по формуле

Z = K/T[A₅]                                (12)

Z = 1090/100 = 10,9 » 11 штук

Номинальную величину толщины основной прокладки S_o определяем по формуле

S_o = EiA_k = 0,755_-0,545 = 0,210 мм

Наибольшая толщина набора прокладок

S_S =S_o + Z×S                              (13)

S_S = 0,210 + 11 × 0,1 = 1,31 мм

Интервал регулирования

S_S-S_o = 1,31 - 0,210 =1,1 мм

Интервал регулирования превышает необходимую величину компенсации К = 1,09мм. Для компенсации возможных отклонений конечного звена необходим набор из одной основной и 11 одинаковых прокладок.

Вариант 2. Проведем расчет компенсатора, который имеет набор прокладок разной толщины. Необходимая суммарная толщина всех прокладок набора равняется ЕsА_к = 1,845 мм. Если величину степени компенсации взять кратную допуску ТА_D, то будем иметь следующие толщины прокладок:

S₁ = ТБ_D = 0,1 мм;

S₂ = 2S₁ = 2 × 0,1 = 0,2 мм;

S₃ = 2S₂ = 2 × 0,2 = 0,4 мм;

S₄ = 2S₃ = 2 × 0,4 = 0,8 мм;

S₅ = 2S₄ = 2 × 0,8 = 1,6 мм.

Размер последней (пятой) прокладки превышает половину толщины набора сменных прокладок ЕsА_к/2 = 1,845/2 = 0,9225 мм.

Определим наибольшую толщину прокладок, которая является интервалом регулирования по формуле

S_S = (2^z - 1)×ТБ_D ,                                                      (14)

где z– количество прокладок в наборе, z = 5 штук

S_S = (2⁵ - 1)×0,1 = 3,1 >ЕsА_к = 1,845 мм

В пределах интервала регулирования можно получать размер компенсатора через каждые 0,1 мм путем разного соединения прокладок расчитаных толщин.

Из приведенных вариантов расчета компенсатора наиболее эффективным является компенсация длины пружины А_D = 28 ± 0,5 мм набором прокладок разной толщины.

5. Выбор и обоснование организационного вида и формы сборки.